jaringan sistem informasi robotik-(jsr)
Post on 01-Oct-2021
15 Views
Preview:
TRANSCRIPT
184 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
Terbit pada laman web jurnal : http://ojsamik.amikmitragama.ac.id
JARINGAN SISTEM INFORMASI ROBOTIK-(JSR)
Vol 3 N0 1 Tahun 2019 E – ISSN :2579-373x
SISTEM KONTROL DEBIT AIR VIA ANDROID PADA TANGKI
KEMBAR BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA2560
Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Teknik Komputer – AMIK Mitra Gama
Iqbal.kun@gmail.com
Abstract
Water debit control system via android this a simulation an apparatus designed to help human duty control and
monitor water supply from a distance. Technique control water in general is still in manual requiring user set
from the instrument are. Therefore, needed an instrument able to control the volume of water debit that can be
set through android based of IoT (Internet of Things) use Ultrasonic Sensor, microcontroller atmega2560 as data
processing and module wifi-esp8266 as communications network. Supported by system HMI (Human Machine
Interface), MTU (Master Terminal Unit) and RTU (Remote Terminal Unit), Control water will more accurate
and efficient. So that user can get or allot water from distance by the volume that needed.
Keywords : IoT, HMI, Microcontroller Atmega2560, Module Wifi-ESP8266, SensorUltrasonic
Abstrak
Sistem kontrol debit air via android ini merupakan simulasi suatu alat yang dirancang agar dapat membantu
tugas manusia mengontrol dan memonitor persediaan air dari jarak jauh. Teknik pengontrolan air pada umumnya
masih bersifat manual yang mengharuskan pengguna mengatur dari tempat alat itu berada. Oleh sebab itu,
dibutuhkan sebuah alat yang mampu mengontrol jumlah debit air yang dapat diatur melalui Android berbasis IoT
(Internet of Things) menggunakan Sensor Ultrasonik sebagai pengukuran ketinggian air, Mikrokontroller
ATmega2560 sebagai Data Processing dan Modul WiFi-ESP8266 sebagai Communication Network. Didukung
dengan sistem HMI (Human Machine Interface), MTU (Master Terminal Unit) dan RTU (Remote Terminal
Unit), pengontrolan air akan lebih akurat dan efisien. Sehingga pengguna bisa mendapatkan atau membagikan
air dari jarak jauh dengan jumlah debit sesuai yang diinginkan.
Kata kunci : IoT, HMI, Mikrokontroller Atmega2560, Modul Wifi-ESP8266, Sensor Ultrasonik
1. Pendahuluan Perkembangan teknologi banyak memberikan
manfaat bagi kehidupan manusia dalam kehidupan
sehari-hari. Dengan kemajuan teknologi, banyak
peralatan yang dialihkan dari bentuk manual kebentuk
otomatis. Hal ini dikarenakan peralatan otomatis lebih
mudah dalam penggunaanya, sehingga peralatan
manual tidak dapat diandalkan lagi dan mulai
dialihkan menjadi peralatan yang lebih otomatis.
Sebagai contoh dalam hal ini adalah otomatisasi
pengontrolan debit air pada tangki. Teknik
pengontrolan debit air ini sebenarnya sudah banyak
dipakai dikalangan masyarakat pada umumnya, namun
teknik pengontrolan itu masih bersifat manual yang
mengharuskan pengguna mengatur dari tempat alat itu
berada.
Dari hasil pengamatan, teknik pengontrolan yang
sering ditemukan adalah dengan menggunakan kawat
resistansi dan tahanan geser. Penggunaan teknik kawat
resistansi, dengan asumsi senyawa yang terdapat
dalam air dapat mempengaruhi nilai resistivitasnya.
Kelemahan kawat resistansi dapat terkorosi
dikarenakan kawat tersebut dimasukkan kedalam air
sewaktu mengukur ketinggian air. Begitu juga dengan
menggunakan teknik tahanan geser, untuk mengukur
ketinggian air alat ukur bersentuhan dengan air
sehingga hasil pengukurannya kurang presisi dan alat
cenderung lebih mudah rusak.
Berbeda dengan menggunakan teknik sensor
ultrasonik, untuk mengukur ketinggian air tidak perlu
bersentuhan dengan airnya, sehingga hasil pengukuran
lebih presisi dan tidak menimbulkan korosi pada
sensor tersebut. Sensor ultrasonik bekerja dengan
memanfaatkan cepat rambat gelombang ultrasonik
pada udara. Maka dari itu, penulis memilih
menggunakan sensor ultrasonik sebagai alat
185 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
pengukurannya. Sensor ini mempunyai ketepatan yang
dapat diandalkan, sehingga sangat cocok untuk
diimplementasikan ke dalam alat ini. Pengontrolan
otomatisasi alat ini dapat menggunakan
mikrokontroller sebagai pemrosesan data dan pengatur
dari seluruh kegiatan sistem yang dibuat.
Berdasarkan uraian diatas, penulis akan membuat
sebuah alat yang diharapkan mampu mengontrol debit
air secara tepat yang telah diatur dengan menggunakan
aplikasi berbasis IoT (Internet of Thing). Estimasi
biaya bahan akan dibuat semurah-murah mungkin,
namun dengan kualitas yang bagus. Maka, penulis
membuat Tugas Akhir dengan judul “Sistem Kontrol
Debit Air Via Android Pada Tangki Kembar Berbasis
Mikrokontroller Atmega2560”.
2. Tinjauan Pustaka
2.1 Sistem
Alat yang akan dirancang pada penelitian ini
merupakan satu kesatuan sistem yang dibangun oleh
komponen-komponen elektronika, untuk itu diperlukan
pemahaman mengenai landasan teori sebagai langkah
awal yang berkaitan erat dengan strategi yang
memungkinkan sebuah mikrokontroller mengolah
semua data sehingga dapat mengatur keseluruhan
pergerakan sistem dan perangkat elektronika yang
terhubung dengan mikrokontroller.
“Konsep dasar perancangan sistem merupakan
kumpulan elemen-elemen yang saling terkait antara satu
dengan yang lain yang tak dapat dipisahkan, untuk
mencapai satu tujuan tertentu”, (Sophan Sophian,
2014:35).
Lebih lanjut, Sophan Sophian (2014:35)
menjelaskan pengertian dari perancangan sistem
menurut George M.Scott dalam bukunya yang berjudul
“Principles of Management Information System”, yaitu
rancangan sistem untuk menentukan bagaimana suatu
sistem akan menyelesaikan apa yang mesti diselesaikan
tahapan ini meyangkut mengkonfigurasikan komponen-
komponen dari perangkat keras dari suatu sistem
sehingga setelah instalasi dari sistem akan benar-benar
memuaskan.
Dengan demikian rancangan sistem dapat diartikan
sebagai gambaran bagaimana sistem dibentuk dapat
berupa penggambaran, perancangan dan pembuatan
sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang
terpisah kedalam satu kesatuan yang utuh dan
berfungsi.
Pada penelitian ini, penulis menggunakan beberapa
elemen sebagai media penghubung antara user dengan
perangkat yang dibuat diantaranya adalah HMI (Human
Machine Interface). HMI merupakan sistem yang
mampu mengatur proses jalannya suatu pekerjaan,
dimana dapat memudahkan pekerjaan manusia karena
dapat berkomunikasi dengan mesin melalui tampilan di
monitor. Dalam hal ini, penulis menggunakan aplikasi
web browser sebagai media interface-nya. MTU
(Master Terminal Unit), menggunakan Operating
System Windows 7. Communication Network,
menggunakan modul Wifi-8266, RTU (Remote
Terminal Unit), menggunakan Programable
Microcontroller Arduino Mega2560.
2.2 Konsep Dasar Robot
Robot sering kali diartikan dengan mesin berbentuk
manusia yang dapat berbicara dan berjalan layaknya
manusia, anggapan itu masih bertahan hingga sekarang.
Kemungkinan karena robot adalah perwujudan dari
teknologi futuristic yang paling canggih.
Menurut Mada Sanjaya (2013:3), Robot berasal
dari kata robota yang artinya pekerja. Sehingga robot
dapat didefinisikan sebagai sebuah alat mekanik yang
dapat bekerja terus menerus untuk membantu pekerjaan
manusia, yang dalam menjalankan tugasnya dapat
dikontrol langsung oleh manuasia ataupun bekerja
secara otomatis sesuai program yang telah ditanamkan
pada chip kontroller robot.
2.3 Mikrokontroler Arduino
a. Mikrokontroler Menurut (Hermono, Rusdinar, Ph, & Ramdhani,
2015) Mikrokontroler adalah sebuah chip yang
berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan
umunya dapat menyimpan program
didalamnya.Menurut (Sokop, Mamahit, Eng, &
Sompie, n.d.) Mikrokontroler merupakan sistem
mikroprosesor lengkap yang terkandung didalam
sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari
mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam
sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler
umumnya telah terdapat komponen pendukung sistem
minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka
I/O, bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang
memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu
kemasan, sedangkan di dalam mikroprosesor umumnya
hanya berisi CPU saja.
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi
sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya
dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler
umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit),
memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti
Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah
terintegrasi di dalamnya.
Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah
tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung
sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat
ringkas. Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer
CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM
(Programmable and Erasable Only Memory) yang
dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali.
b. Pengenalan Arduino
Arduino merupakan rangkaian elektronik yang
bersifat open source, serta memiliki perangkat keras
dan lunak yang mudah untuk digunakan. Untuk
memahami Arduino, terlebih dahulu perlu memahami
apa yang dimaksud dengan physical computing.
Physical computing adalah membuat sebuah sistem
atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan
hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima
186 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
rangsangan dari lingkungan dan merespon balik seperti
halnya analog dengan digital. Pada prakteknya konsep
ini diaplikasikan dalam desain-desain alat atau project-
project yang menggunakan sensor dan microcontroller
untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem
software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-
mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya.
Pembuatan prototype atau prototyping adalah
kegiatan yang sangat penting di dalam proses physical
computing karena pada tahap inilah seorang perancang
melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis
komponen, ukuran, parameter, program komputer dan
sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh
kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan
angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-
satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam
mendesain sebuah alat karena ada banyak faktor
eksternal yang turut berperan, sehingga proses
mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu
melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta.
c. Bahasa Pemrograman Arduino menggunakan
bahasa pemrograman C
Program bahasa C pada hakekatnya tersusun atas
sejumlah blok fungsi. Sebuah program minimal
mengandung sebuah fungsi. Fungsi pertama yang harus
ada dalam program bahasa C dan sudah ditentukan
namanya adalah main(). Setiap fungsi terdiri atas satu
atau beberapa pernyataan, yang secara keseluruhan
dimaksudkan untuk melaksanakan tugas khusus.
Bagian pernyataan fungsi (sering disebut tubuh fungsi)
diawali dengan tanda kurung kurawal buka ({) dan
diakhiri dengan tanda kurung kurawal tutup (}).
Di antara kurung kurawal itu dapat dituliskan
statemen-statemen program bahasa C. Namun pada
kenyataannya, suatu fungsi bisa saja tidak mengandung
pernyataan sama sekali. Walaupun fungsi tidak
memiliki pernyataan, kurung kurawal haruslah tetap
ada. Sebab kurung kurawal mengisyaratkan awal dan
akhir definisi fungsi. Berikut ini adalah struktur dari
program bahasa C.
Program bahasa C dikatakan sebagai bahasa
pemrograman terstruktur karena strukturnya
menggunakan fungsi-fungsi sebagai program-program
bagiannya (subroutine). Fungsi-fungsi yang ada selain
fungsi utama (main()) merupakan program-program
bagian. Fungsi-fungsi ini dapat ditulis setelah fungsi
utama atau diletakkan di file pustaka (library). Jika
fungsi-fungsi diletakkan di file pustaka dan akan
dipakai di suatu program, maka nama file judulnya
(header file) harus dilibatkan dalam program yang
menggunakannya dengan preprocessor directive berupa
#include.
2.4 IoT (Internet of Things)
Menurut April Junaidi (2015:63), dalam Burange
& Misalkar (2015), “IoT adalah struktur di mana objek,
orang disediakan dengan identitas eksklusif dan
kemampuan untuk pindah data melalui jaringan tanpa
memerlukan dua arah antara manusia ke manusia yaitu
sumber ke tujuan atau interaksi manusia ke komputer”.
Internet of Things merupakan perkembangan
keilmuan yang sangat menjanjikan untuk
mengoptimalkan kehidupan berdasarkan sensor cerdas
dan peralatan pintar yang bekerjasama melalui jaringan
internet, (Keoh, Kumar, & Tschofenig, 2014).
Sejak mulai dikenalnya internet pada tahun 1989,
mulai banyak hal kegiatan melalui internet. IoT dalam
penerapannya juga dapat mengidentifikasi,
menemukan, melacak, memantau objek dan memicu
event terkait secara otomatis dan real time. Menurut
beberapa penilitian IoT (Internet of Things) sudah
banyak diterapkan di beberapa bidang ke ilmuan dan
industri, seperti dalam bidang ilmu kesehatan,
informatika, geografis dan beberapa bidang ilmu lain.
Penelitian yang sudah dilakukan dibidang medis oleh
(Ri et al., 2014) yaitu melakukan riset tentang
monitoring kesehatan pasien menggunakan wireless
sensor yang di pasangkan pada tubuh pasien, beberapa
hal yang dipantau adalah psikologi pasien, tekanan
darah, detak jantung semua kegiatan tersebut dilakukan
secara remote melalu peralatan yang terhubung ke
internet dengan tetap memperhatikan kerahasiaan data
pasien.
Perkembangan pada teknologi mobile juga ikut
memberi sumbangsih kepada perkembangan IoT yaitu
dilakukannya penelitian tentang privasi di bidang
pengamatan wilayah, mendeteksi lokasi berdasarkan
Location Based Service sehingga seseorang merasa
nyaman menggunakan perangkat mobile tanpa harus
terganggu, (April Junaidi 2015, dalam Elkhodr,
Shahrestani, & Cheung, 2012).
a. Modul Wifi-ESP8266
Menurut Aulia Faqih Rifa’i (2016:6) menjelaskan
bahwa “modul Wifi-ESP8266 merupakan sebuah open
source platform IoT dan pengembangan kit yang
menggunakan bahasa pemrograman Lua”.
Untuk membantu user dalam membuat prototipe
produk IoT (Internert of Thing) bisa dengan memakai
sketch Arduino IDE. Pengembangan Kit ini didasarkan
pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO
(General-purpose input/output), PWM (Pulse Width
Modulation), IIC , 1-Wire dan ADC (Analog to Digital
Converter) semua dalam satu board. Keunikan dari
modul Wifi-ESP8266 ini sendiri yaitu Board nya yang
berukuran sangat kecil, yaitu panjang 4.83 cm, lebar
2.54cm, dan dengan berat 7 gram.
Bermacam-macam board modul Wifi-ESP8266
yang ditawarkan oleh produsen penghasil open source
platform ini. Diantaranya adalah board ESP8266 merk
LoLin dan Amica. Kedua board ini yang sering
digunakan untuk pengontrolan berbasis IoT (Internet of
Things).
187 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
Gambar 1 Modul Wifi-ESP8266
Gambar 2 Konfigurasi Pin Modul Wifi-ESP8266
b. Pompa Air
“Pompa adalah peralatan mekanis berfungsi untuk
menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran
tinggi”. (Megawati, dkk 2016:12).
Pada prinsipnya, pompa mengubah energi
mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi
yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk
menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan yang
terdapat pada saluran yang dilalui. Jenis pompa air
yang dipakai pada penelitian ini adalah pompa air celup
(submersible pump), yaitu pompa yang dioperasikan di
dalam air dan akan mengalami kerusakan jika
dioperasikan dalam keadaan tidak terdapat air terus-
menerus. Prinsip kerja submersible pump ini yaitu
mendorong air ke permukaan, berbeda dengan pompa
air jenis jet pump, pompa air jenis ini bekerja dengan
cara menyedot dan mendorong air kepermukaan.
Gambar 3 Pompa air
2.5 Selenoid Valve
“Solenoid valve adalah katup yang digerakan oleh
energi listrik, mempunyai kumparan sebagai
penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan
piston yang dapat digerakan oleh arus AC maupun
DC…” menurut Megawati, dkk (2016:12).
Selenoid valve atau katup (valve) solenoida
mempunyai lubang keluaran, masukan dan exhaust,
lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat
cairan masuk, lubang keluaran berfungsi sebagai atau
tempat cairan keluar yang dihubungkan ke beban,
sedangkan lubang exhaust berfungsi sebagai saluran
untuk mengeluarkan cairan yang terjebak saat piston
bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve
bekerja.
Prinsip kerja dari solenoid valve/katup (valve)
solenoida yaitu katup listrik yang mempunyai koil
sebagai penggeraknya. Pada Penelitian ini, selenoid
valve berfungsi untuk mengatur keluarnya air dari
dalam tangki.
Gambar 4 Selenoid Valve
2.6 Sensor Ultrasonik HC-SR04
“Sensor ultrasonik adalah sensor yang
mengirimkan gelombang suara dan kemudian
memantau pantulannya sehingga dapat digunakan
untuk mengetahui jarak antara sensor dengan objek
yang memantulkan kembali gelombang suara tersebut”,
(Abdul Kadir, 2015:200).
Jarak yang bisa ditangani berkisar antara 2 cm
hingga 400 cm, dengan tingkat presisi sebesar 0,3 cm.
Sudut deteksi yang bisa ditangani tidak lebih dari 15°.
Arus yang deiperlukan tidak lebih dari 2 mA dan
tegangan yang dibutuhkan sebesar +5v. jumlah pin
adalah 4.
Gambar 5 Sensor Ultrasonik HC-SR04
2.7 Relay
Menurut Ruri Hartika Zain (2013:53), “Relay
adalah alat elektromagnetik yang bila dialiri arus akan
menimbulkan medan magnet pada kumparan untuk
menarik saklar (switch) agar terhubung, dan bila tidak
dialiri arus akan melepaskan saklar kembali”.
Gambar 5 Relay
Dengan menggunakan relay maka kabel yang
menuju saklar tidak perlu kabel yang tebal, sebab arus
yang terhubung ke saklar sangatlah kecil. Saat
188 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
menggunakan transistor, transistor tidak dapat
berfungsi sebagai saklar tegangan DC atau tegangan
tinggi. Sehingga relay sangatlah dibutuhkan karena
relay berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan
input yang diperolehnya. Dalam penelitian ini, relay
digunakan untuk saklar penghubung dan pemutus arus
listrik yang akan menjalankan solenoid valve dan
pompa.
2.8 Liquid Crystal Display
Menurut Ruri Hartika Zain (2013:153) “Liquid
Cristal Display (LCD) adalah sebuah display dot matrix
yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa
angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai
dengan program yang digunakan untuk
mengontrolnya)”.
Pada penelitian ini, penulis menggunakan LCD dot
matrix dengan karakter 2x16, yang berjumlah 16 pin.
LCD digunakan untuk menampilkan data dari hasil
pengukuran ketinggian air dari sensor utrasonik.
Gambar 6 Liquid Cristal Display
3. Metodologi Penelitian
Pada tahap analisa sistem ini dimulai dengan
mengidentifikasi sistem yang akan dibangun. Sistem
yang dibangun merupakan suatu sistem pengendalian
pada pengontrolan debit air. Berdasarkan teori yang
didapat, pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari
tiga elemen pokok, yaitu input, proses dan output.
Output merupakan hal yang dihasilkan oleh kendalian,
artinya yang dikendalikan. Sedangkan input adalah
yang mempengaruhi kendalian, yang mengatur output.
Dalam hal ini, yang dikendalikan adalah level
ketinggian dan debit air pada sebuah tangki
penampungan air. Kebutuhan minimum pengendalian
pada sistem kontrol ini yaitu menghidupkan dan
mematikan pompa air. Oleh sebab itu, pada penelitian
ini dibangun suatu sistem pengendalian yang
disimulasikan pada pompa air dalam melakukan
pengendalian menghidupkan dan mematikan (on/off).
Sistem terdiri atas Android dan web browser
sebagai alat pengendalian untuk mengirim instruksi dan
menerima status keadaan sistem. Sistem juga terdiri
dari unit kontrol berupa interface mikrokontroller dan
modul Wifi-ESP8266 yang berfungsi sebagai jembatan
(bridge) penghubung antar perangkat komunikasi.
Sistem ini dirancang bekerja dua arah, selain dapat
memberi instruksi kepada unit kontrol menggunakan
Android melalui jaringan internet, fitur tambahan
dimana unit kontrolpun dapat memberikan sebuah
laporan berupa status dari sistem yang dibuat. Setelah
menerima instruksi, unit kontrol mengolah instruksi
yang masuk dengan lebih dulu memeriksa keabsahan
instruksi. Mikrokontroller sebagai peran utama seluruh
sistem memeriksa instruksi yang dikirim dengan
mencocokkan serial pin yang dipasang pada sistem
kontrol. Bila format instruksi sesuai, maka dapat
diproses dan dicari keluarannya. Setelah semua selesai,
unit kontrol mengirim sinyal ke sistem yang
bersangkutan dan status yang diinginkan. unit kontrol
dapat mengirim laporan ke aplikasi pada Android, yaitu
status kondisi valve mana saja yang hidup dan mana
yang mati. Aplikasi memiliki tampilan antar muka
(user interface) berupa button (menggunakan icon
Android) yang digunakan untuk pengendalian sistem
dengan menekan button tersebut untuk instruksi hidup
dan mati.
a. Blok Diagram Sistem
Blok diagram sistem merupakan pendefinisian
terhadap sistem yang akan dirancang. Blok diagram ini
dibuat agar penulis bisa melakukan pengontrolan secara
keseluruhan terhadap alat yang akan dibuat, serta dapat
mempermudahkan dalam proses penganalisaan sistem
yang dirancang.
Gambar 7 Blok Diagram Sistem
Blok diagram global atau blok diagram keseluruhan
dari Sistem Kontrol Debit Air Via Android pada
Tangki Kembar Berbasis Mikrokontroller Atmega2560
dapat dilihat pada ilustrasi gambar dibawah ini.
Gambar 8 Blok Diagram Global
b. Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras (hardware),
penulis akan menjelaskan setiap langkah dari
pembuatan sistem ini. Tahap demi tahap sangat perlu
diperhatikan mengingat keberhasilan dari perancangan
ini tergantung pada cara membuat sistem bagian demi
bagian berdasarkan tahapan yang telah ditentukan.
Adapun tahapan dalam membuat rangkaian secara
keseluruhan dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu
:
1) Plant
2) Panel
189 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
3) Rangkaian elektronika.
Gambar 9 Rangkaian Keseluruhan
c. Perancangan perangkat Lunak
Agar perangkat keras (hardware) yang dirancang
bekerja sesuai dengan yang diinginkan dibuatlah suatu
kombinasi perintah-perintah dalam bahasa
pemrograman sesuai dengan syntax program standar
Atmega2560 yang akan mengontrol kinerja
mikrokontroller pada alat yang dirancang. Bahasa
pemrograman yang digunakan adalah bahasa basic
dengan software Arduino IDE.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil
Analisis dan pembahasan pada bab ini berkaitan
deangan pengujian alat yang telah dirancang dan
dibuat. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah
bagian alat atau sistem perangkat sesuai dangan
perancangan dan pembuatan. Selanjutnya dilakukan
analisa dan pembahasan, analisa dilakukan untuk
menjelaskan proses kerja perangkat dan menguraikan
bagaimana hasil pengujian itu bisa dicapai.
Pengujian dari alat yang telah dibuat ini dilakukan
secara bertahap, pengujian dilakukan pada masing-
masing blok rangkaian komponen elektronika yang
terhubung dengan mikrokontroller, kemudian
meginisialkan port low-active pada modul wifi ESP-
8266 yang digunakan untuk pendeklarasian port dengan
rangkaian relay penggerak pompa air dan selenoida
valve.
Adapun pengujian lain yang dilakukan adalah
pengujian dari rangkaian Power Supply, Digital
Balance Charger, Seven Segmen Tester, rangkaian
modul Integrated Circuit Crystal (I2C) untuk LCD tipe
16x2, Main Switch Charger LiPo, Lock Door Indicator
pintu panel, LED Level Sensor, Ultrasonic HCS-R04
Sensor, Submersible Pump (pompa celup) dan Relay.
4.2 Hasil Perancangan Perangkat Keras
Dengan tujuan untuk memastikan peralatan yang
dibuat dapat diandalkan serta untuk mengetahui
kelemahan dan kekurangan dari alat keseluruhan baik
dari segi hardware maupun software yang digunakan.
Adapun hasil rangkaian alat secara keseluruhan dapat
dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 10 Rangkaian Keseluruhan
4.3 Hasil Pengujian
1. Langkah-Langkah Pengoperasian Alat
Dalam pengoperasian diperlukan langkah-
langkah dan perlengkapan agar sistem bekerja dengan
semestinya dan tidak menyulitkan user. Untuk
melakukan pengoperasian secara umum dapat dilihat
pada gambar berikut:
Gambar 11 Pengoperasian Awal
1. Switch On pada MCB (Mini Circuit Breaker),
pastikan LED indicator 12 VDC menyala, (lihat
gambar 4.5). Jika tidak, periksa konektor soket
pada Power Supply. Kemudian perhatikan juga
LCD Screen yang tampak pada gambar 4.5. Jika
voltage kurang dari 12 volt DC, maka akan
ditandai dengan bunyi buzzer dan LCD Screen
tertulis Input Vol Error. Untuk menaikan voltage,
putar Potensiometer (lihat gambar 4.6).
2. Switch On pada Switch 1 (lihat gambar 4.6), maka
Seven Segmen Voltage Tester akan menampilkan
tegangan baterai yang digunakan.
3. Switch On pada Switch 2 (lihat gambar 4.6), maka
LCD Screen akan aktif.
4. Lock Door Indicator berfungsi untuk mengetahui
apakah pintu panel benar benar tertutup atau tidak.
Melihat dari segi keamanan, hal ini perlu
diperhatikan karena rangkaian yang berada dalam
panel bok merupakan high voltage, yaitu tegangan
220 volt AC dan juga sensitive terhadap cairan
yang bisa menyebabkan konsleting jika rangkaian
terkena air.
190 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
Gambar 12 Main Panel
Setelah semua pengaktifan alat dilakukan, langkah
selanjutnya adalah memastikan alat bekerja dengan
maksimal.
1. Perhatikan LCD Screen Berikut:
Gambar 13 Display Jarak Ketinggian Air Minimal
Batas setpoint ketinggian air minimal pada tangki
1 adalah ≥21 cm, jika ketinggian air dari sensor adalah
22 cm seperti tampil pada gambar 4.7, menandakan
bahwa tangki sedang kosong. Maka LCD akan
menampilkan karakter berikut:
Gambar 14 Display Keadaan Tangki 1 Kosong
Dengan otomatis pompa air pada tangki utama
akan aktif dan men-supply air ke tangki 1 sesuai
intruksi mikrokontroller dengan batas setpoin yang
ditampilkan pada LCD Screen. Pompa akan otomatis
mati jika LCD Screen menampilkan karakter seperti
berikut:
Gambar 15 Display Keadaan Tangki 1 Penuh
Dengan ketinggian air dari sensor atau dari
permukaan tangki adalah:
Gambar 16 Display Batas Ketinggian Air Maksimal
2. Batas Setpoint ketinggian air minimal pada tangki
2 sama dengan batas setpoint ketinggian air
minimal pada tangki 1, yaitu ≥21 cm. Namun,
pompa 2 masih non-aktif salama persediaan air
pada tangki 1 belum terpenuhi untuk men-supply
air ke tangki 2. Jika persediaan air pada tangki satu
sudah terpunuhi (lihat gambar 4.7), maka pompa 2
akan hidup dengan tampilan LCD sebagai berikut:
Gambar 17 Display Kondisi Tangki 2
Kemudian mikrokontroller akan memberikan
intruksi perintah 0 / low kepada relay. Pompa akan
mati secara otomatis dengan kondisi relay Normaly
Open (NO). Sesuai dengan batas setpoin
ketinggian air maksimal, maka LCD akan
menampilkan karakter sebagai berikut:
Gambar 18 Display Batas Ketinggian dan
Pernyataan
3. Tangki utama berfungsi untuk men-supply air pada
tangki 1 dan 2, sekaligus menampung keseluruhan
persediaan air selama pompa 1 belum bekerja.
Ketika pompa 1 bekerja, maka air pada tangki
utama mengalami pengurangan level. Hal ini
ditandai dengan tampilan LED Level Sensor yang
juga akan mengalami perubahan sebagai berikut:
Gambar 19 Tampilan LED Level Sensor
Penurunan level air pada tangki utama sesuai
dengan batas setpoint yang ditampilkan oleh LED
Level Sensor diatas adalah:
191 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
Gambar 20 Batas Minimal Air pada Tangki Utama
Penjelasan diatas merupakan penjelasan dari
Forward Mode atau alur pengisian maju dari tangki
utama, ke tangki penampungan air 1 dan tangki
penampungan air 2. Pada Forward Mode ini, sistem
bekerja secara otomatis dengan input perintahnya
berupa Signal Pulse (High) dan (Low) dari sensor
ultrasonik. Berikut adalah langkah-langkah
pengoperasian alat menggunakan Android:
1. Pastikan Modul ESP8266 sudah aktif, jika belum
periksa output voltage dari Power Supply 5 volt
DC.
2. Hubungkan perangkat dengan Hotspot berikut:
a. Hotspot : DELTA_Connection1
b. Password : 12345678
3. Buka aplikasi ESP8266 Controller, kemudian
tuliskan alamat : http://192.168.43.176/ pada
bagian Set IP Address.
4. Kemudian akan menampilkan tampilan seperti
pada gambar berikut:
Gambar 21 Tampilan Aplikasi di Android
5. Klik Turn On pada Button Valve 1, periksa LED
indicator pada rangkaian modul Wifi ESP-8266
sudah menyala seperti pada gambar:
Gambar 22 Indicator LED pada Modul Wifi ESP-8266
6. Jika LED sudah menyala, artinya pengontrolan
dari jarak jauh sudah bisa dilakukan. Untuk
memastikan hidup atau mati bisa dilihat dari
tampilan Web Browser seperti berikut:
Gambar 23 Kondisi Modul Wifi pada Web Browser
7. Sistem pengontrolan pada alat ini hanya
mencakup buka dan tutup selenoida valve dari
jarak jauh dengan menggunakan aplikasi berbasis
IoT (Internet of Thing) yang dapat diakses dengan
menggunakan Android maupun komputer/laptop.
Ketika Button pada web browser diaktifkan (lihat
gambar 4.17), maka kondisi Valve 1 akan aktif
dan membuka celah lubang didalam selenoida
valve sehingga air akan mengalir dari tangki 2
melalui pipa dibawahnya menuju tangki utama.
Lihat gambar berikut:
192 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
Gambar 24 Valve 1 Aktif
Pengontrolan sistem secara manual sudah
dijelaskan dan kemudian akan dipaparkan beberapa
penjelasan mengenai IP Address yang digunakan, serta
pembahasan lebih lanjut dalam penelitian ini akan di
bahas tahap demi tahap. Akan dilakukan juga analisa
dan pembuktian bahwa alat yang sedang di teliti ini
layak dipergunakan atau tidak oleh masyarakat.
Sekaligus sebagai acuan memberdayakan supply air
yang sudah semakin sulit.
4.4 Pembahasan
Setelah merangkai semua komponen dalam modul
elektronik Sistem Kontrol Debit Air via Android
berdasarkan pengujian permodul dan jam operasi
(operating hour) maka langkah selanjutnya adalah
menghubungkan kabel daya pada alat ke listrik
bertegangan 220 volt AC. Setelah mikrokontroller
Arduino Mega 2560 terhubung, kemudian penulis
membuka software Arduino IDE dan mencari sketch
yang akan diuploadkan ke dalam Arduino Mega2560
R3 dangan cara klik file – open kemudian cari sketch
yang dimaksud kemudian klik open. Setelah file
tersebut terbuka, kemudian pilih verify/compile, bila
dalam Arduino IDE tersebut terdapat tulisan Done
Compling, maka program tersebut tidak terdapat error
dan dapat berfungsi sesuai dengan maksud yang
diinginkan. Setelah proses compling, kemudian
melakukan proses upload. Jika proses upload berjalan
dengan baik maka akan muncul tulisan Done
Uploading seperti yang sudah dijelaskan diatas.
Untuk menguji rangkaian dan program yang
terdapat di dalam Arduino Mega 2560 apakah sudah
terhubung dengan LCD 16x2, Modul Wifi ESP8266,
Rangkaian relay, LED, Limit Switch, dan sensor
Ultrasonik, maka hal-hal yang harus diperhatikan
adalah sebagai berikut:
1. Memperhatikan port yang dipakai oleh
Arduino Mega2560, untuk dapat mengetahui
port yang dipakai oleh Arduino Mega2560
dengan cara klik Start – My Computer –
Properties – Hardware – Device Manager –
Ports (COM & LPT). Dengan ini akan
diketahui port berapa yang digunakan oleh
Arduino Mega 2560 untuk berhubungan
dengan komputer/laptop.
2. Didalam penggunan serial port com program
LCD 16x2 dan program Arduino IDE, bila
pada program tersebut sama-sama
menggunakan serial port com maka serial
port com tersebut tidak akan bisa digunakan
secara bersama-sama, hanya salah satu yang
dapat menggunakannya.
Tabel 1 Hasil Pengujian Alat Secara Menyeluruh
Dari tabel diatas dapat dijelaskan bahwa alat dapat
bekerja dalam satu putaran membutuhkan waktu 6
menit 58 detik. Maksud dari satu putaran adalah mulai
dari pertama kali pompa 1 OFF dengan ketinggian 3
cm dari permukaan sampai valve 2 OFF dengan
ketinggian tangki utama adalah 5.5 cm.
5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dari
Sistem Kontrol Debit Air via Android pada Tangki
Kembar Berbasis Mikrokontroller Atmega2560, maka
dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut:
a. Mikrokontroller ATmega 2560 bekerja dengan
baik dalam pemrosesan data dan pembacaan
program yang ditanamkan, sehingga alat bekerja
sesuai dengan program yang telah dibuat.
b. Dengan memanfaatkan modul Wifi-ESP8266,
pembangunan sistem pengontrolan debit air dari
jarak jauh menggunakan IoT (Internet of Thing)
yang diimplementasikan pada platform Android
maupun Web Browser telah berhasil
dilaksanakan, dalam hal ini untuk melakukan
pengontrolan ON atau OFF Selenoida Valve yang
terletak pada tangki 2.
c. Sensor ultrasonik yang dipasang pada tangki
utama berfungsi dengan baik sehingga user dapat
melihat ketinggian air pada tangki utama melalui
LED Level Sensor yang berada pada Main Panel.
5.1 Keterbatasan sistem
Dari hasil perancangan, pengamatan serta hasil
analisa yang dilakukan dengan melakukan penelitian
dan pengujian alat, maka diperoleh keterbatasan sistem
sebagai berikut :
a. Kecepatan proses perintah yang digunakan untuk
mengaktifkan Selenoida Valve tegantung sinyal
Hotspot yang digunakan.
b. Ketika input daya sensor ultrasonik kurang dari 5
VDC, pembacaan data ketinggian air mengalami
error detection.
Valve 1 Batas Level Air
Ketika Valve 1 Off
193 Muhammad Iqbal1, Ari Septiawan
2
Jurnal Jaringan Sistem Informasi Robotik (JSR) Vol . 3 No. 1 (2019) 184 – 193
c. Pengaplikasian relay sebagai switch mempunyai
prinsip low active, yang artinya relay akan aktif
jika diberi input 0/low. Sementara output yang
dihasilkan dari sensor ultrasonik adalah 1/high.
5.2 Saran
Adapun saran-saran untuk menyempurnakan kerja
sistem dan pengembangan lebih lanjut adalah sebagai
berikut:
a. Untuk memperoleh reaksi yang lebih efisisen,
sebaiknya menggunakan database berbasis
internet.
b. Saat inisialisasi pin dan pengkabelan, sebaiknya
dibuat daftar terlebih dahulu agar saat
pembuatan tagging dapat dilakukan secara
berurutan, sehingga dapat memudahkan dalam
menganalisa dan troubleshooting jika terjadi
error.
c. Aplikasi Human Machine Interface (HMI) dari
pada sistem sebaiknya dikembang dengan
menggunakan CX. Supervisior atau alternatif
lain. Agar proses kerja sistem dapat dimonitor
dan dikontrol langsung melalui Web Server.
Daftar Rujukan
[1] Afif, Muhammad Thowil, dkk. 2015. Analisis
Perbandingan Baterai Lithium-Ion, Lithium-Polymer,
Lead Acid dan Nickel-Metal Hydride pada Penggunaan Mobil Listrik - Review. Malang: Jurnal Rekayasa Mesin.
Vol.06, No.2. ISSN: 2477-6041. [2] Alamsyah, dkk. 2015. Perancangan dan Penerapan Sistem
Kontrol Peralatan Elektronik Jarak Jauh Berbasis Web.
Palu: Jurnal Mekanikal. Vol. 6 No. 2: ISSN: 2086-3403. [3] Arifin, Jauhari, dkk. 2016. Perancangan Murotal Otomatis
Menggunakan Mikrokontroller Arduino Mega 2560.
Bengkulu: Jurnal Media Infotama Vol. 12 No. 1 ISSN: 1858-2680.
[4] Dewi, Luh Joni Erawati. 2010. Media Pembelajaran
Bahasa Pemrograman C++. Bali: Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan. Vol. 7 No. 1. ISSN: 0216-
3241.
[5] Hasanuddin, dkk. 2015. Aplikasi Atmega 128 dengan Tampilan Human Machine Interface untuk Mengontrol
Level Cairan pada Tangki. Palu: Jurnal Mekanikal. Vol. 6
N o. 2 ISSN: 2086-3403. [6] Herlambang, Yudi, 2014. Perancangan Sistem Pejawab
Telepon Otomatis dengan Bahasa Assembly Berbasis
Mikrokontroler AT89S51. Medan: Jurnal Pelita Informatika Budi Darma Vol. 7, No. 2, ISSN 2301-9425.
[7] Ichwan, Muhammad, dkk. 2013. Pembangunan Prototipe
Sistem Pengendalian Peralatan Listrik pada Platform Android. Bandung: Jurnal Informatika. Vol.1, No.4.
ISSN: 2087‐5266. [8] Junaidi, Apri, dkk. 2015. Internet of Things, Sejarah,
Teknologi dan Penerapannya: Review. Bandung: Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan. Vol.1, No.3. ISSN:
2407-3911.
[9] Kadir, Abdul. 2015. From Zero to a Pro, Panduan Mempelajari Aneka Proyek Berbasis Mikrokontroller.
Yogyakarta: Andi
[10] Kho, Dickson. 2017. Cara Membaca Nilai Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas dan Kapasitor non-Polaritas
lainnya. http: teknikelektronika.com . Diakses pada
tanggal 19 Maret 2017. [11] Megawati, dkk. 2016. Prototipe Alat Penjernih Air Sumur
Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 .
Pontianak: Jurnal Coding, Sistem Komputer Untan. Vol.04, No.1. ISSN: 2338-493X.
[12] Permana, Adhitya, dkk. 2015. Rancang Bangun Sistem Monitoring Volume dan Pengisian Air Menggunakan
Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler AVR
Atmega8. Pontianak: Jurnal Coding, Sistem Komputer Untan. Vol. 3 No. 2. ISSN: 2338-493X.
[13] Rifa’I, Aulia Faqih. 2016. Sistem Pendeteksi dan Monitoring Kebocoran Gas (Liquefied Petrolum Gas) Berbasis Internet of Things. Yogyakarta: Jurnal
Informatika Sunan Kalijaga. Vol. 1, No. 1. ISSN: 2527-
5836. [14] Safitri, Firmansyah. 2015. Proyek Robotik Keren dengan
Arduino. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo
[15] Sanjaya, Mada. 2013. Membuat Robot Bersama Profesor Bolabot. Yogyakarta: Gava Media
[16] Sari, Herlina Latipa. 2011. Analisa Air Mineral
Menggunakan Pengukur Hambatan Berrbasis Mikrokontroler At89s51. Bengkulu: Jurnal Media
Infotama. Vol. 7 No. 1. ISSN: 1858-2680.
[17] Silvia, Ai Fitri. 2014. Rancang Bangun Akses Kontrol Pintu Gerbang Berbasis Arduino dan Android. Bandung:
Jurnal UPI. Vol.13, No.1. ISSN: 1412-3762.
[18] Sophian, Sophan. 2014. Pengimplementasian dan Perancangan Sistem Informasi Penjualan dan
Pengendalian Stok Barang pada Toko Swastika Servis
(Ss) Bangunan Dengan Menggunakan Bahasa Pemrograman Visual Basic 6.0 Didukung dengan
Database Mysql. Padang: Jurnal Momentum. Vol. 16,
No.2. ISSN: 1693-752X. [19] Suastika, K.G, dkk. 2013. Sensor Ultrasonik Sebagai Alat
Pengukur Kecepatan Aliran Udara dalam Pipa. Palangka
Raya: Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia Vol. 9, No. 163-172: ISSN: 1693-1246.
[20] Syam, Rafiuddin, dkk. 2015. Omniwheels dengan
Manipulator untuk Robot Penjinak Bom. Makasar: Jurnal
Mekanikal. Vol. 6 No. 1. ISSN: 2086-3403.
[21] Vasanwala, Anurag. 2015. Windows 10 IoT Core
Hydroflyer. https: create.arduino.cc projecthub Anurag asanwala windows-
10-iot-core-hydroflyer-f83190 f 1. Diakses pada
tanggal 19 Maret 2017. [22] Wahyudi, Jusuf, dkk. 2013. Instruksi Bahasa
Pemrograman Adt (Abstract Data Type) pada Virus dan
Loop Batch. Bengkulu: Jurnal Media Infotama Vol.9, No. 2, ISSN : 1858-2680
[23] Wiyandra, Yogi. 2013. Aplikasi Tong Sampah Berbicara
Berbasis Mikrokontroller Atmega8535 Didukung Bahasa Pemrograman C dengan Ouput Suara dan Seven
Segment. Padang: Jurnal Teknologi Informasi &
Pendidikan. Vol. 6, No. 2. ISSN: 2086-4981. [24] Yuliza. 2016. Rancang Bangun Kompor Listrik Digital
IoT. Jakarta: Jurnal Teknologi Elektro. Vol.7, No.3. ISSN:
2086-9479. [25] Zain, Ruri Hartika. 2013. Sistem Keamanan Ruangan
Menggunakan Sensor Passive Infra Red (Pir) Dilengkapi Kontrol Penerangan pada Ruangan Berbasis
Mikrokontroler Atmega8535 dan Real Time Clock
Ds1307. Padang: Jurnal Teknologi Informasi & Pendidikan. Vol. 6 NO. 1, ISSN: 2086-4981.
top related